萬有引力定律

　　物體間由於品質而引起的相互吸引力的基本規律。I.牛頓根據開普勒定律和伽利略的自由落體定律（見重力加速度），經過長期的研究發現：自然界中任何兩個物體之間存在著一種相互的引力，稱為萬有引力。1687年牛頓發表瞭萬有引力定律：自然界中任何兩個質點都以一定的力互相吸引著，這個力同兩個質點的品質乘積成正比，同它們之間的距離的二次方成反比。如果用m₁和m₂表示這兩個質點的質量，r表示它們之間的距離，則它們之間的吸引力

式中G是比例系數，稱引力常數。如用矢量形式表示，則

式中r₀是質量為m₁的質點指向質量為m₂的質點的單位矢量，此力是作用在質量為m₂質點上的；負號表示力的方向與r₀相反，即是吸引力（圖1）。

　　在18～19世紀，許多物理學傢都有一種不正確的見解，認為萬有引力同以庫侖定律所給出的電力（它們都同距離的二次方成反比）一樣，是某種超距作用。而近代物理學則認為任何物體都在周圍空間形成引力場，這種引力場同電磁場一樣是一種特殊形式的物質。物體同它周圍引力場的相互作用，引起它們之間的相互吸引。

　　引力常數G的數值依賴於量度力F、質量m和距離r時所選用的單位。測量 G的經典實驗是1798年H.卡文迪什的扭秤實驗（圖2）。用兩根細棒把兩個鉛質球 m₁和m₂(每個球的質量都是158千克)分別固定在水平搖桿的兩端。把一根細金屬絲C系在搖桿A的下方的固定釘頭B上，在C的下端懸掛一輕的橫細棒1，1的兩端固定著兩個小鉛球m₁^′和m₂^′(它們的質量都取作730克)。當搖桿A轉動時，大球接近小球並把小球引向自己。根據帶有小球m₁^′和m₂^′的細棒1的轉動情況，就能觀察出引力的作用。如果知道瞭金屬絲的彈性，就能測出引力的大小，並定出常數G的數值。現在被公認的G值是：

G＝(6.6720±0.0041)10^-11N·m²/kg²。

　　萬有引力是一種輳力，因此，萬有引力定律的提出奠定瞭天體力學的基礎，提示瞭天體運行的基本規律，它還是現代人造衛星和人造行星理論的先聲。根據萬有引力定律，1846年天文學傢根據J.C.亞當斯和U.J.J.勒威耶的不同計算發現瞭海王星。